CN112046278B - 一种差速驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例公开一种差速驱动装置，涉及轮式驱动器领域，能够有效的减小现有的差速驱动装置的总高度。所述差速驱动装置包括包括差速驱动单元、顶板和外罩，所述顶板安装在所述外罩的顶端，所述差速驱动单元位于顶板下侧的外罩中，所述顶板支撑在所述差速驱动单元上，所述外罩的内侧壁为圆环形。本发明适用于具有运输功能的设备。

Description

一种差速驱动装置

技术领域

本发明涉及轮式驱动器领域，尤其涉及一种差速驱动装置。

背景技术

目前的AGV小车(AGV小车即“自动导引运输车”，是指装备有电磁或光学等自动导引装置，它能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，AGV属于轮式移动机器人WMR Wheeled Mobile Robot的范畴)多采用差速驱动装置驱动，所述差速驱动装置是指集成了驱动电机、减速机、驱动轮等的一体化机械结构，相比传统AGV小车差速控制方式，差速驱动装置集成化高，适配性强，可快速部署AGV、移动式机器人等。

现有的差速驱动装置与车体之间一般采用回转轴承实现转动连接，但是，回转轴承必须占据差速驱动装置竖直方向的高度，这就造成了差速驱动装置的总高度较大，在对高度空间要求较高的场景中应用受限的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种差速驱动装置，能够有效的减小现有的差速驱动装置的总高度。

本发明实施例提供一种差速驱动装置，包括差速驱动单元、顶板和外罩，所述顶板安装在所述外罩的顶端，所述差速驱动单元位于顶板下侧的外罩中，所述顶板支撑在所述差速驱动单元上，所述外罩的内侧壁为圆环形。

可选的，所述差速驱动单元的侧部设有第一滚动件，所述第一滚动件与所述顶板的下侧滚动连接。

可选的，所述差速驱动单元的侧部安装有两个所述第一滚动件，两个所述第一滚动件关于所述差速驱动单元的回转中心对称布置。

可选的，所述差速驱动单元的侧部设有第二滚动件，所述第二滚动件与所述外罩的内侧壁滚动连接。

可选的，所述差速驱动单元的侧部安装有两个所述第二滚动件，两个所述第二滚动件关于所述差速驱动单元的回转中心对称布置。

可选的，所述差速驱动单元的侧部设有第一滚动件，所述第一滚动件与所述顶板的下侧滚动连接；所述第一滚动件靠近所述外罩内侧壁的一端设有凹槽，所述凹槽内安装有第二滚动件，所述第二滚动件部分凸出于所述凹槽外且与所述外罩的内侧壁滚动连接。

可选的，所述第二滚动件为滚轮轴承，所述差速驱动单元的侧壁上设有轴承座，所述滚轮轴承安装在所述轴承座上。

可选的，所述第一滚动件的顶端高于所述差速驱动单元；所述差速驱动单元的回转直径小于所述外罩的内径。

可选的，所述差速驱动单元的侧部设有销轴，所述外罩的内侧壁上对应于所述销轴的位置设有环形的限位槽，所述销轴靠近所述外罩的一端位于所述限位槽中。

可选的，所述差速驱动单元包括第一电机、第二电机、第一减速器、第二减速器、第一驱动轮和第二驱动轮；其中：所述第一电机和第二电机并排设置，且第一电机和第二电机的输出轴相互背离；所述第一减速器与所述第一电机的输出轴相连，所述第二减速器与所述第二电机的输出轴相连；所述第一驱动轮安装在所述第一减速器背离所述第一电机的一侧，所述第二驱动轮安装在所述第二减速器背离所述第二电机的一侧。

本发明实施例提供的差速驱动装置，所述差速驱动单元位于由顶板和外罩组成的倒扣的桶状容器内，所述顶板由所述差速驱动单元支撑，所述外罩的底端高于所述差速驱动单元的底端，这样能够使所述差速驱动单元背着所述顶板和外罩进行行走运动；并且，由于所述差速驱动单元自身可以进行旋转，因此，所述差速驱动单元能够相对于所述顶板和外罩进行旋转运动；综上，所述差速驱动装置可以实现原地差速旋转和前进后退的行走功能。本实施例提供的差速驱动装置，采用顶板和外罩代替回转轴承，由于所述顶板的厚度可以远远小于回转轴承的高度，因此，本实施例提供的差速驱动装置能够有效的减小差速驱动装置的总高度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例的差速驱动装置的轴测图；

图2为本发明实施例的差速驱动装置一可选实施方式的局部爆炸图；

图3为本发明实施例的差速驱动装置一可选实施方式的整体爆炸图；

图4为本发明实施例的差速驱动装置的另一可选实施方式的局部爆炸图；

图5为本发明实施例的差速驱动装置的另一可选实施例的整体爆炸图；

图6为本发明实施例的差速驱动装置的另一可选实施方式的第一滚动件和第二滚动件的轴测图；

图7为本发明实施例的差速驱动装置的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种差速驱动装置，能够有效的减小差速驱动装置的总高度。

图1和图2为本发明实施例的差速驱动装置的结构示意图，如图1和图2所示，本实施例的差速驱动装置包括差速驱动单元2、顶板1和外罩3，所述顶板1安装在所述外罩3的顶端，所述差速驱动单元2位于顶板1下侧的外罩3中，所述顶板1支撑在所述差速驱动单元2上，所述外罩3的内侧壁为圆环形。

本实施例，所述差速驱动单元是指集成了驱动电机、减速器和驱动轮的一体化的机械结构，既能够直线行走，也能够实现转向的功能；所述差速驱动单元位于由顶板和外罩组成的倒扣的桶状容器内，且所述顶板支撑在所述差速驱动单元上，即所述顶板由所述差速驱动单元支撑，所述外罩的底端高于所述差速驱动单元的底端，这样能够使所述差速驱动单元背着所述顶板和外罩进行行走运动。

并且，由于所述差速驱动单元自身可以进行旋转，因此，所述差速驱动单元能够相对于所述顶板和外罩进行旋转运动，这时，所述差速驱动单元的顶部与所述顶板之间发生滑动摩擦，所述差速驱动单元的侧部与所述外罩的内侧壁之间发生滑动摩擦；综上，所述差速驱动装置可以实现原地差速旋转和前进后退的行走功能。

当所述差速驱动装置应用于自动导引运输车时，将所述顶板和/或外罩固定在车体上，即可实现差速驱动单元与车体之间的相对转动。本实施例提供的差速驱动装置，采用顶板和外罩代替回转轴承，由于所述顶板的厚度可以远远小于回转轴承的高度，因此，本实施例提供的差速驱动装置能够有效的减小差速驱动装置的总高度。

如图3所示，可选的，所述差速驱动单元2的侧部设有第一滚动件21，所述第一滚动件21与所述顶板1的下侧滚动连接。

本实施例，所述差速驱动单元在相对于所述顶板转动时，与所述顶板的下侧转动连接的第一滚动件可以减小所述差速驱动单元与所述顶板之间的摩擦，从而能够减少所述差速驱动单元和顶板的磨损，延长所述差速驱动装置的使用寿命，还能提高所述差速驱动单元的运动精度。另外，所述第一滚动件设置在所述差速驱动单元的侧部而非顶部，可以减小所述第一滚动件的整体高度对所述差速驱动装置的总高度的影响，例如，在安装所述第一滚动件时，使所述第一滚动件的最高点高于所述差速驱动单元即可，至于第一滚动件的最高点和差速驱动单元的最高点之间的高度差，则可以根据实际需要做相应调整。本实施例中，所述第一滚动件安装在所述差速驱动单元的侧部，相较于目前将回转轴承安装在差速驱动单元的顶端的技术方案，可以有效地减小所述差速驱动装置的整体高度。

如图3所示，可选的，所述差速驱动单元2的侧部安装有两个所述第一滚动件21，两个所述第一滚动件21关于所述差速驱动单元2的回转中心对称布置。

本实施例，两个所述第一滚动件关于所述差速驱动单元的回转中心对称布置，可以使所述差速驱动单元与顶板接触时受力平衡，从而能够减少所述差速驱动单元在顶板的压力作用下发生侧倾的情况，进而提高了所述差速驱动装置的稳定性。

如图3所示，可选的，所述第一滚动件21可以为滚轮轴承。滚轮轴承具有安装结构简单，便于安装的特点，因此，所述第一滚动件采用滚轮轴承可以简化所述差速驱动装置的结构，提高所述差速驱动装置的组装效率。

可以理解的是，所述第一滚动件也可以为滚珠、牛眼轮等，也可以达到减小所述差速驱动单元与所述顶板之间的摩擦的作用。

如图3所示，在所述第一滚动件21为滚轮轴承的情况下，可选的，所述差速驱动单元2的侧部连接有侧板28，所述滚轮轴承安装在所述侧板28上。

本实施例，所述第一滚动件的轴线水平，将所述滚轮轴承的轴头安装在所述侧板上即可实现所述滚轮轴承与所述顶板之间的滚动连接，并且，所述滚轮轴承与所述顶板之间为线接触，可以减小所述顶板的局部受力，提高顶板的使用寿命；另外，所述滚轮轴承的安装方式简单，例如，选用轴头带螺纹的滚轮轴承和带有螺纹孔的侧板，则所述滚轮轴承和侧板之间就可以通过螺纹连接，螺纹连接的方式简单可靠，提高了所述第一滚动件安装和拆卸的便捷性。

并且，所述第一滚动件安装在所述侧板上而非直接安装在所述差速驱动单元上，可以减少所述差速驱动单元上的安装位，提高所述差速驱动单元的结构强度；所述第一滚动件与所述侧板组装为一体后，通过紧固件与所述差速驱动单元的侧壁相连即可。

如图3所示，可选的，当所述差速驱动单元2的侧部安装有两个所述第一滚动件21，两个所述第一滚动件21关于所述差速驱动单元2的回转中心对称布置，且所述第一滚动件21为滚轮轴承时，在将所述第一滚动件21安装在所述差速驱动单元2的侧部时，可以使所述滚轮轴承的回转中心轴垂直且相交于所述差动驱动单元2的回转中心轴。

本实施例，所述滚轮轴承采用上述布置方式，可以减小滚轮轴承与顶板之间的滚动摩擦，还可以使两个对称布置的滚轮轴承受力平衡，从而使所述差动驱动单元能够尽可能的实现原地差速旋转。

如图3所示，可选的，所述差速驱动单元2的侧部设有第二滚动件22，所述第二滚动件22与所述外罩3的内侧壁滚动连接。

本实施例，所述差速驱动单元在相对于所述外罩转动时，与所述外罩的内侧壁转动连接的第二滚动件可以减小差速驱动单元与外罩之间的摩擦，从而能够减少所述差速驱动单元和外罩的磨损，延长所述差速驱动装置的使用寿命，还能提高所述差速驱动单元的运动精度。另外，所述第二滚动件设置在所述差速驱动单元的侧壁上而非顶端或底端，这样，可以在布置所述第二滚动件时使所述第二滚动件的最高点低于所述差速驱动单元的最高点，最低点高于所述差速驱动单元的最低点，这样可以使所述第二滚动件不对所述差速驱动装置的总高度产生影响。

如图3所示，可选的，所述第二滚动件22也可以为滚轮轴承，这时，所述滚轮轴承竖直安装在所述差动驱动单元的侧部。滚轮轴承具有安装结构简单，便于安装的特点，因此，所述第二滚动件采用滚轮轴承可以简化所述差速驱动装置的结构，提高所述差速驱动装置的组装效率。

如图3所示，可选的，所述差速驱动单元2的侧部安装有两个所述第二滚动件22，两个所述第二滚动件22关于所述差速驱动单元2的回转中心对称布置。

本实施例，两个所述第二滚动件对称布置在所述差速驱动单元的两侧，一方面可以使所述差速驱动单元受力平衡，另一方面还能够对所述差速驱动单元进行限位，减少了所述差速驱动单元的其他部位在运动过程中与所述外罩相接触的情况发生。

如图3所示，可选的，所述第二滚动件22为滚轮轴承，所述差速驱动单元2的侧壁上设有轴承座26，所述滚轮轴承安装在所述轴承座26上。

本实施例，所述滚轮轴承的轴线竖直，将所述滚轮轴承的轴头安装在所述轴承座上即可实现所述滚轮轴承与所述外罩内侧壁之间的滚动连接，并且，所述滚轮轴承与所述外罩之间为线接触，可以减小所述外罩的局部受力，提高外罩的使用寿命；另外，所述滚轮轴承的安装方式相较于其他轴承的安装方式较为简单，例如：选用轴头带螺纹的滚轮轴承和带有螺纹孔的安装座，则所述滚轮轴承和安装座之间就可以通过螺纹连接，螺纹连接的方式简单可靠，提高了所述第二滚动件安装和拆卸的便捷性。

可以理解的是，所述第二滚动件也可以为滚珠、牛眼轮等，也能够达到减小所述差速驱动单元与所述外罩之间的摩擦的作用。

如图4和图6所示，可选的，所述差速驱动单元2的侧部设有第一滚动件21，所述第一滚动件21与所述顶板1的下侧滚动连接；所述第一滚动件21靠近所述外罩3内侧壁的一端设有凹槽，所述凹槽内安装有第二滚动件22，所述第二滚动件22部分凸出于所述凹槽外且与所述外罩3的内侧壁滚动连接。

本实施例，所述差速驱动单元通过所述第一滚动件与所述顶板滚动连接，所述第一滚动件一方面可以减小所述差速驱动单元与所述顶板之间的摩擦，另一方面还可以用于承载来自顶板的竖直方向的作用力；所述差速驱动单元通过所述第二滚动件与所述外罩的内侧壁滚动连接，所述第二滚动件一方面可以减小所述差速驱动单元与所述外罩之间的摩擦，另一方面还可以用于承载来自所述外罩的水平方向的作用力。本实施例，所述第一滚动件和所述第二滚动件组装在一起，相比于分别将所述第一滚动件和第二滚动件安装在所述差速驱动单元上的技术方案，能够减少所述差速驱动单元上设置的安装位，从而提高了所述差速驱动单元的结构强度。

可以理解的是，本发明实施例中对所述第一滚动件和第二滚动件的数量不做限定，本领域技术人员可以根据实际需要做合理选择。

如图2或图4所示，可选的，所述第一滚动件21的顶端高于所述差速驱动单元2(参见图3或图6)；所述差速驱动单元2的回转直径小于所述外罩3的内径。

本实施例，所述第一滚动件还构成了平衡桥的功能：所述差速驱动单元通过所述第一滚动件与顶板接触，因此差速驱动单元可以绕所述第一滚动件进行旋转，即所述差速驱动单元在工作过程中，当遇到地面不平整的情况时，差速驱动单元可以绕着所述第一滚动件进行摆动(即当其中一个驱动轮被抬高时，另一个驱动轮仍然可以与地面保持接触)，可以通过这种摆动使两个驱动轮都与地面保持良好的接触，减少驱动轮被架空的情况，这是现有的差速驱动装置中采用回转轴承方案无法实现的。

如图2或图4所示，可选的，当所述差速驱动单元2的侧部安装有两个所述第一滚动件21，两个所述第一滚动件21关于所述差速驱动单元2的回转中心对称布置的情况下，可以使两个所述第一滚动件21的连线垂直于所述差动驱动单元2的两个驱动轮的连线(参见图3或图6)。

本实施例，两个所述第一滚动件构成了平衡桥的功能：所述差速驱动单元通过两个所述第一滚动件与顶板接触，因此差速驱动单元可以绕两个第一滚动件的连线旋转，在地面不平整时，差速驱动单元可以通过这种浮动使两个驱动轮都与地面保持良好的接触，避免驱动轮被架空。

如图7所示，可选的，所述差速驱动单元2的侧部设有销轴27，所述外罩3的内侧壁上对应于所述销轴27的位置设有环形的限位槽，所述销轴27靠近所述外罩3的一端位于所述限位槽中。

本实施例，所述限位槽能够对所述差速驱动单元起到限位作用，防止所述差速驱动单元从所述外罩中脱出，使整个差速驱动装置保持一体。本实施例对所述销轴的数量不做限定，可以在所述差速驱动单元的侧面上布置多个所述销轴。

可选的，所述外罩在所述限位槽的下侧开设有安装槽，所述安装槽的上端与所述限位槽相互连通，下端与外罩的下侧相互连通，所述安装槽内设有与所述外罩可拆卸连接的密封块。本实施例，在将所述差速驱动单元与所述外罩安装为一体时，首先将所述密封块拆下，然后将所述销轴对准所述安装槽的下端，接着向上推动所述差速驱动单元，直到所述销轴位于限位槽中后，再将所述密封块固定在所述安装槽内，防止所述销轴脱出，最终起到防止所述差速驱动单元从所述外罩中脱出的作用。

本实施例，将所述差速驱动单元从外罩中拆除的过程，与将所述将差速驱动单元与所述外罩安装为一体的过程互为逆过程，在此不再赘述。

如图3和图7所示，可选的，所述销轴27安装在所述轴承座26上。

本实施例，所述销轴安装在所述轴承座上，可以减少所述差速驱动单元上的安装位，提高所述差速驱动单元的结构强度。可选的，所述销轴的一端设有螺纹，所述轴承座上设有螺纹孔，所述销轴与所述轴承座通过所述螺纹孔连接。

如图5所示，可选的，所述差速驱动单元2包括第一电机23、第二电机、第一减速器24、第二减速器、第一驱动轮25和第二驱动轮；其中：所述第一电机23和第二电机并排设置，且第一电机23和第二电机的输出轴相互背离；所述第一减速器24与所述第一电机24的输出轴相连，所述第二减速器与所述第二电机的输出轴相连；所述第一驱动轮25安装在所述第一减速器24背离所述第一电机23的一侧，所述第二驱动轮安装在所述第二减速器背离所述第二电机的一侧。

本实施例，所述第一驱动轮由所述第一电机驱动，所述第二驱动轮由所述第二电机驱动，实际运动过程中，可以通过控制第一电机和第二电机的转速和转向，从而使所述差速驱动单元实现原地差速旋转和前进后退的行走功能。本实施例中，所述差速驱动单元中的各组件采用对称式的布置方式，能够使所述差速驱动单元的两个驱动轮受力平衡，从而能够使差速驱动单元运动时更加的平稳。

作为本发明实施例的一可选实施方式，所述差速驱动单元的侧壁上设有两个限位柱，所述顶板的下侧设有限位板，所述限位板位于所述限位柱的运动轨迹上。本实施例，所述差速驱动单元的侧壁上设置的限位柱，会随着所述差速驱动单元相对于所述顶板进行旋转；差速驱动单元安装在AGV小车上时，差速驱动单元会通过顶板上开设的通孔与AGV小车之间进行连线(例如电机供电线需要与AGV上的电池相连)，因此，顶板上的所述限位板与差速驱动单元上设置的所述限位柱配合，可以限制所述差速驱动单元的旋转角度，从而能够避免所述差速驱动单元相对于顶板无限旋转造成连线拧断的情况发生。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种差速驱动装置，其特征在于：包括差速驱动单元、顶板和外罩，所述顶板安装在所述外罩的顶端，所述差速驱动单元位于顶板下侧的外罩中，所述顶板支撑在所述差速驱动单元上，所述外罩的内侧壁为圆环形；

所述差速驱动单元的侧部设有第一滚动件，所述第一滚动件与所述顶板的下侧滚动连接；

所述第一滚动件靠近所述外罩内侧壁的一端设有凹槽，所述凹槽内安装有第二滚动件，所述第二滚动件部分凸出于所述凹槽外且与所述外罩的内侧壁滚动连接。

2.根据权利要求1所述的差速驱动装置，其特征在于：所述差速驱动单元的侧部安装有两个所述第一滚动件，两个所述第一滚动件关于所述差速驱动单元的回转中心对称布置。

3.根据权利要求1所述的差速驱动装置，其特征在于：所述差速驱动单元的侧部设有第二滚动件，所述第二滚动件与所述外罩的内侧壁滚动连接。

4.根据权利要求3所述的差速驱动装置，其特征在于：所述差速驱动单元的侧部安装有两个所述第二滚动件，两个所述第二滚动件关于所述差速驱动单元的回转中心对称布置。

5.根据权利要求3所述的差速驱动装置，其特征在于：所述第二滚动件为滚轮轴承，所述差速驱动单元的侧壁上设有轴承座，所述滚轮轴承安装在所述轴承座上。

6.根据权利要求1或2所述的差速驱动装置，其特征在于：

所述第一滚动件的顶端高于所述差速驱动单元；

所述差速驱动单元的回转直径小于所述外罩的内径。

7.根据权利要求1-5任一所述的差速驱动装置，其特征在于：所述差速驱动单元的侧部设有销轴，所述外罩的内侧壁上对应于所述销轴的位置设有环形的限位槽，所述销轴靠近所述外罩的一端位于所述限位槽中。

8.根据权利要求1所述的差速驱动装置，其特征在于，所述差速驱动单元包括第一电机、第二电机、第一减速器、第二减速器、第一驱动轮和第二驱动轮；其中：

所述第一电机和第二电机并排设置，且第一电机和第二电机的输出轴相互背离；

所述第一减速器与所述第一电机的输出轴相连，所述第二减速器与所述第二电机的输出轴相连；

所述第一驱动轮安装在所述第一减速器背离所述第一电机的一侧，所述第二驱动轮安装在所述第二减速器背离所述第二电机的一侧。

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